機器人行業(yè)深度報告：行星滾柱絲杠-高精技術(shù)集成之作人形機器人線性關(guān)節(jié)

投資要點誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明2行星滾柱絲杠是人形機器人優(yōu)質(zhì)細分賽道以特斯拉Optimus為例，單臺人形機器人需要14個行星滾柱絲杠，單價約2,000元/個，單臺價值量在2.8萬元以上。橫向?qū)Ρ葯C器人其他部件，行星滾柱絲杠占人形機器人價值量較高，其毛利率可達60%，盈利能力位居前列。滾柱絲杠壁壘高，國產(chǎn)替代前景廣闊滾柱絲杠技術(shù)壁壘和價值量高，應(yīng)用空間增量前景廣闊，但國產(chǎn)化率低。相較于滾珠絲杠，滾柱絲杠具備載荷大、精度高、體積小、使用壽命長等特點，更適配于人形機器人領(lǐng)域。由于滾柱絲杠加工流程長、制造壁壘高，相應(yīng)價值量較高。未來隨著冷鍛等工藝趨于成熟，行星滾柱絲杠制造成本有進一步下探空間。國內(nèi)行星滾柱絲杠市場集中度較高，目前外國企業(yè)占據(jù)8成市場份額，而國內(nèi)南京工藝等國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品性能與外國產(chǎn)品差距較小，國產(chǎn)替代前景廣闊。乘人形機器人東風，市場空間快速放量機器人的復雜性和功能乃至能力取決于其總自由度的數(shù)量以及自由度的配置和控制方式。隨著機器人的復雜性和功能性增加，人形機器人自由度數(shù)量也將持續(xù)上升，人形機器人自由度上限可參考人體上限可參考人體有數(shù)百個自由度，而絲杠是實現(xiàn)人形機器人的線性關(guān)節(jié)，是實現(xiàn)人形機器人自由度的關(guān)鍵部件。從未來市場空間來看，2030年人形機器人出貨量有望達205.0萬臺，對應(yīng)2870.3億元的市場空間，到2030年，應(yīng)用于人形機器人的行星滾柱絲杠價值量為229.6億元，CAGR為154.1%。推薦邏輯和相關(guān)標的伴隨著將來人形機器人產(chǎn)品趨于成熟，疊加端到端AI大模型賦能，功能性、實用性兼顧，人形機器人將成為“繼計算機、智能手機、新能源汽車后的顛覆性產(chǎn)品”，

行星滾柱絲杠作為“執(zhí)行側(cè)”的關(guān)鍵部件，憑借“高技術(shù)壁壘&國產(chǎn)替代趨勢顯著&清晰降本路徑”將成為人形機器人賽道的重要細分投資賽道。1）新劍傳動：公司已建成國內(nèi)首條行星滾柱絲杠產(chǎn)線，產(chǎn)品已應(yīng)用于人形機器人，汽車領(lǐng)域客戶包括吉利、理想、華為等頭部車企，機器人合作伙伴包括小米、小鵬、智元、科沃斯機器人等；2）鼎智科技：公司線性執(zhí)行器產(chǎn)品市占率全球第二，通過滾壓工藝生產(chǎn)T型絲杠；3）貝斯特：通過子公司宇華精機布局絲杠業(yè)務(wù)，2023年上半年公司高精度滾珠絲杠產(chǎn)品已送樣至戰(zhàn)略客戶處進行驗證；4）秦川機床：子公司漢江機床掌握螺紋鑄造核心技術(shù)，絲杠產(chǎn)品精度最高可達P0級，目前2級、3級精度的滾珠絲杠已實現(xiàn)量產(chǎn)，同時公司具備螺紋磨床的生產(chǎn)能力。重點關(guān)注公司及盈利預測誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明3公司代碼名稱2024-03-28股價EPSPE投資評級20222023E2024E20222023E2024E000837.SZ秦川機床9.160.310.220.3129.9541.6429.38未評級300580.SZ貝斯特26.071.140.800.9722.8732.5926.88 買入873593.BJ鼎智科技36.073.050.891.1811.8340.5330.64未評級資料來源：wind，華鑫證券研究（未評級公司盈利預測取自wind一致預期）注：鼎智科技已發(fā)布2023年年報，所以2023年EPS和PE是實際值而非預測。風險提示誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明4機器人市場風險機器人量產(chǎn)進度不及預期原材料價格風險絲杠原材料多采用高碳鉻軸承鋼，原材料價格上升會導致絲杠成本上升投產(chǎn)進度不及預期各個公司絲杠產(chǎn)能布局投產(chǎn)進度可能不及預期地緣政治風險絲杠屬于高精密產(chǎn)品，生產(chǎn)設(shè)備需要高精度螺紋磨床，國內(nèi)螺紋磨床的進口可能受到外國政策限制推薦公司業(yè)績不及預期目

錄CONTENTS1、線性傳動核心部件，高精技術(shù)集成之作誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明52、行星滾柱絲杠精度要求高，加工工藝壁壘深厚3、人形機器人關(guān)節(jié)核心部件，國產(chǎn)替代前景廣闊4、國內(nèi)企業(yè)紛紛布局，絲杠產(chǎn)能迎來爆發(fā)期0

1線性傳動核心部件，高精技術(shù)集成之作71、線性傳動核心部件，高精技術(shù)集成之作標準式行星滾柱絲杠傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式資料來源：SKF，Ewellix，柯浩《行星滾柱絲杠傳動精度分析與設(shè)計》，華鑫證券研究1.1、行星滾柱絲杠介紹行星滾柱絲杠(PRSM)是一種可將旋轉(zhuǎn)運動和直線運動相互轉(zhuǎn)化的機械傳動裝置，具有螺紋傳動和滾動螺旋傳動的綜合特征。與滾珠絲杠傳動相比，其滾動體不是多個球體，而是含有螺紋的多個滾柱體。螺母或絲杠旋轉(zhuǎn)運動通過滾柱的行星運動轉(zhuǎn)換為直線運動。行星滾柱絲杠傳動中特有的滾柱結(jié)構(gòu)，使得滾柱與螺母(或滾柱與絲杠)之間無相對軸向位移，滾柱能夠在絲杠和螺母形成的封閉空間內(nèi)反復循環(huán)運動，依靠滾動/滑動摩擦實現(xiàn)運動和動力的傳遞。絲杠內(nèi)齒圈直齒保持架滾柱螺母滾柱絲杠運動形式誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明78滾柱絲杠不同部件螺紋不同資料來源：

馮虎田《滾珠絲杠副動力學設(shè)計與基礎(chǔ)》，米思米中國

，《機械篇丨說說滾珠絲桿的那些事

》華鑫證券研究累積實際導程累積代表導程螺紋有效長度累積公稱導程累積基準導程絲杠導程單線螺紋和雙線螺紋導程區(qū)別誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明81.1、行星滾柱絲杠介紹導程是絲杠旋轉(zhuǎn)前進中螺母運動的距離。PRS主要組成元件有：絲杠1，其螺紋牙型是直角的三角形螺紋（至少是3線螺紋）；螺母7，其內(nèi)螺紋牙型與絲杠相同；滾柱5，其螺紋牙型是直角的圓弧螺紋

(單線螺紋)，在每個滾柱的末端都有一個圓柱形的樞軸和齒輪。樞軸安裝在擋板2的圓孔內(nèi)，這確保了滾柱的徑向均勻分布。輪齒與內(nèi)齒圈4

嚙合，這使得滾柱軸向平穩(wěn)地運行。擋圈3，用來鎖緊擋板。平鍵6，用于聯(lián)接所傳動的物體，其結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，對沖性好，適合高速、承受變載、沖擊的場合。螺紋線數(shù)：沿一條螺旋線形成的螺紋稱為單線螺紋，沿軸向等距分布的兩條或兩條以上的螺旋線形成的螺紋稱為多線螺紋。螺距（p）是相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點間的軸向距離。導程（ph）是同一條螺旋線上的相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點間的軸向距離。單線螺紋時，導程=螺距；多線螺紋時，導程=螺距×線數(shù)。絲杠和滾柱牙型1、線性傳動核心部件，高精技術(shù)集成之作9絲杠性能指標說明外，C10-C7級一般采用軋制方法制造，C5級及以上采用磨削方法制造。資料來源：

中捷眾創(chuàng)公眾號，椿中島《直線運動產(chǎn)品綜合樣本》，華鑫證券研究性能指標 說明絲杠軸徑 常見的規(guī)格有：8、10、12、14、15、20、25、32（單位：mm）。一般是軸徑越大，負載越大。靜/動額定 靜額定負荷指的是在靜止狀態(tài)下，絲桿可以承受的額定負荷。負荷 一般我們只關(guān)心動額定負荷就可以。實際負載和額定負荷的比值越小，絲桿的理論壽命越長。導程 導程指的是絲桿旋轉(zhuǎn)一周，螺母直線運動的距離。常見的導程有（單位：mm）：2、4、5、8、10、20、25、32。按國內(nèi)分類，精度等級有P1、P2、P3、P4、P5、P7、P10，精度 日本、韓國，還有中國臺灣省采用JIS等級，即C0、C1、C2、C3、C5、C7、C10；歐洲國家的標準采用的是IT0，IT1，IT2，IT3，IT4，IT5，IT7，IT10。用途C0C1C3C5C7C10機床○○○○加工中心○○○銑床○○○鉆床○○○坐標鏜床○○磨床○○○放電加工機○○射出成形機○○鋼鐵設(shè)備機械○○沖床○○激光加工機○○通用機械、專用機械○○○○木工機○○○化學處理裝置○○電子部件實裝機○○○焊線機○○○探測器○○印刷基板開孔機○○○直交座標型機器人○○垂直多關(guān)節(jié)型機器人○○三元測定機○○○圖像處理裝置○○○原子能控制棒○○○航空器○○○誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明9精度等級C0C1C2C3C5C7C10精度（E300)(μm）3.55781850210不同用途絲杠精度需求絲杠精度標準1.2、導程精度是PRS的關(guān)鍵指標導程精度是劃分等級的核心指標，C0精度等級最高。在傳動中，實際移動距離和理想移動距離的偏差，其中有分為三種情況：1）旋轉(zhuǎn)一周的運行精度；2）整根絲杠的運行精度；3）任意300mm的運行精度。一般情況下導程精度是指運行300mm的精度。一般來說，普通機械采用C10-C7級，數(shù)控設(shè)備一般采用C5-C3級。航空制造設(shè)備，精密投影及三坐標測量設(shè)備等一般采用C3、C2精度。另1、線性傳動核心部件，高精技術(shù)集成之作1.3、滾柱絲杠和滾珠絲杠比較優(yōu)勢在于精度、載荷、壽命等多方面滾珠絲杠螺母組件包含多個滾珠軸承，能夠處理中等負載的滾珠軸承有最小尺寸要求。與相似尺寸和導程的滾柱絲杠相比，滾珠軸承的半徑需要更粗糙的螺距，導致接觸點更少。加上較小的接觸半徑和允許軸承互相接觸的設(shè)計，限制了滾珠絲杠的DLR（

Dynamic

Load

Rating

），導致較低的力和較短的使用壽命。相比于傳統(tǒng)的滾珠絲杠傳動，行星滾柱絲杠傳動呈現(xiàn)多副(螺紋副和齒輪副)、多體(多個零件參與嚙合傳遞運動和動力)、多點(螺紋副多點接觸)的嚙合特征，故在相同絲杠直徑下，行星滾柱絲杠比滾珠絲杠的承載能力提高6倍，相同負載下節(jié)省1/3空間，壽命提高14倍，工作環(huán)境溫度范圍提高2倍。在實際應(yīng)用中，滾柱相對于螺母無軸向運動，絲杠轉(zhuǎn)速可達6000r/min，螺母直線速度可達2m/s。采用行星滾柱絲杠作為傳動機構(gòu)的EMA與采用滾珠絲杠的EMA相比相同推力下重量減少30%，相同重量下推力提升50%。而且，行星滾柱絲杠可采用微小導程(螺距可達0.3mm)，不僅更便于控制傳動精度和提升動態(tài)頻響，而且由于更多接觸點同時參與傳力，能夠?qū)崿F(xiàn)重載條件下的超高精密傳動。行星滾柱絲杠與滾柱絲杠性能對比很長，幾倍于10精度高一般資料來源：

TOLOMATIC

，華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明10壽命 一般滾珠絲杠沖擊載荷非常高中等相對體積最小中等加速度高中等性能 滾柱絲杠 滾珠絲杠動態(tài)額定載荷 非常高 中等1、線性傳動核心部件，高精技術(shù)集成之作1.4、不同類別行星滾柱絲杠運動方式和應(yīng)用場景不同類別 運作方式 結(jié)構(gòu)特點 性能特點 應(yīng)用場景 圖示標準式行星滾柱絲杠絲杠為主動件，螺母為輸出構(gòu)件。當絲杠旋轉(zhuǎn)時，滾柱通過與絲杠之間的螺紋嚙合一方面會沿著絲杠軸線方向作直線運動，另一方面會在絲杠、螺母之間作行星運動，絲杠和螺母為多頭螺紋,牙型均為三角形。滾柱為單頭螺紋,牙型為球形輪廓。滾柱兩端加工有直齒,與安裝于螺母內(nèi)的內(nèi)齒圈嚙合,以確保滾柱軸線平行于絲杠軸線而正常滾動。能夠?qū)崿F(xiàn)較大行程。適用于環(huán)境惡劣、高負載、高速等場合，是目前應(yīng)用最廣泛的類型。主要應(yīng)用軋鋼、切削運動等。反向式行星滾柱絲杠反向式行星滾柱絲杠傳動與標準式工作原理一樣。與標準式行星滾柱絲杠不同的是，反向式行星滾柱絲杠將螺母作為主動件，由絲杠直線輸出，滾柱與絲杠之間沒有相對軸向位移。因此，滾柱螺紋和絲杠螺紋長度一致。沒有內(nèi)齒圈。在絲杠螺紋兩端加工有外直齒，即由標準式滾柱直齒與內(nèi)齒圈的內(nèi)嚙合變?yōu)榻z杠直齒與滾柱直齒的外嚙合。行程受到螺母內(nèi)用于中小負載、小行程和螺紋長度的限制。

高速的應(yīng)用場景。如航空、航天、船舶、電力等領(lǐng)域。循環(huán)式行星滾柱絲杠滾柱在完成一個循環(huán)后進行位置重置，即回到初始位置重新與絲杠嚙合，同滾珠絲杠傳動的返回器功能相似。螺母沿徑向加工有一個凹槽，滾柱每完成一個循環(huán)后在凸輪環(huán)作用下將滾柱擋入凹槽，與絲杠螺紋脫離嚙合回到起始位置。去掉了內(nèi)齒圈，增加了一個帶有凸輪環(huán)的擋圈。滾柱結(jié)構(gòu)形式不是單頭螺紋，而是無螺旋升角的“環(huán)槽”狀，并沿軸線圓周排?？刹捎酶〉穆菁y導程，位置精度高，嚙合點更應(yīng)用于要求高剛度、、高精度的場合，醫(yī)療器械、多，承載力更大，

印刷機械、光學精密儀器但摩擦也會增強。

等領(lǐng)域。軸承環(huán)式行星滾柱絲杠滾柱和螺母之間沒有軸向位移,動力由絲杠傳給滾柱，再由滾柱傳給兩端的推力圓柱滾子軸承，螺母可自由旋轉(zhuǎn)并將動力傳給推力圓柱滾子軸承，最后由推力圓柱滾子軸承傳到殼體上。絲杠是多頭螺紋，滾柱與循環(huán)式行星滾柱絲杠的滾柱相似，同為無螺旋升角的“環(huán)槽”結(jié)構(gòu)，但螺母不是單個部件，而是由推力圓柱滾子軸承和殼體組成。軸承環(huán)的旋轉(zhuǎn)將摩擦力沿圓周方適用于較大軸向負載、高軸向剛度、高效率等場合，向分散，摩擦力 如石油化工、重型機械等小，傳動效率高。

領(lǐng)域。差動式行星滾柱絲杠螺母、滾柱和絲杠螺距相等，滾柱與螺母相對軸向位移為零，端部保持架用于支撐多個滾柱。絲杠做正傳動運動，即將絲杠的螺旋運動轉(zhuǎn)換為螺母沿軸向方向的直線運動。省去內(nèi)齒圈，多了端部保持架和擋圈等。差動式行星滾柱絲杠的滾柱螺紋分為兩段，可在螺紋嚙合的兩端形成穩(wěn)定支撐，從而防止傾斜。承載能力強、剛度大、磨損小和壽命長，具有更大的傳動比。適用于承載能力較高的應(yīng)用場合。1、線性傳動核心部件，高精技術(shù)集成之作11資料來源：劉更《行星滾柱絲杠傳動嚙合原理》，華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明11典型行業(yè)應(yīng)用細分客戶的技術(shù)需求滾柱絲杠匹配性精密機床使用壽命長使用壽命長自動化設(shè)備 娛樂模擬器精度高、剛性高高精度、高剛性伺服壓力機、注塑機速度和加速度高高速、高加速性能自沖鉚、涂膠輕量化高功率密度醫(yī)療器械CT、MRI放療設(shè)備安全性高、設(shè)計緊湊精度高、剛性高高功率密度高精度、高剛性金屬成型機承載能力強、設(shè)計緊湊高功率密度汽車生產(chǎn)線技術(shù)伺服點焊設(shè)備定位精度高壽命長、可靠性強高傳動精度極強的可靠性滾柱絲杠在典型行業(yè)應(yīng)用滾柱絲杠有非常廣泛的應(yīng)用場景光學儀器連鑄機醫(yī)療器械望遠鏡閥門控制 ?

激光設(shè)備測量儀器 ?

壓力機印刷 ?

電動缸機床 ……設(shè)備生物化學工業(yè)汽車制造業(yè)軍工核工業(yè)?

生物化學工業(yè) ……航天航空行業(yè) ?

石油行業(yè)半導體12資料來源：rollivs產(chǎn)品手冊，華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效資料來源：王有雪《E公司滾柱絲杠產(chǎn)品營銷策略研究》，華鑫證券研究請閱讀最后一頁重要免責聲明121.5、行星滾柱絲杠在軍工和民用均有大量應(yīng)用場景國外行星滾柱絲杠產(chǎn)品已經(jīng)在軍工裝備、汽車自動化產(chǎn)線、大型機床、電動執(zhí)行器等產(chǎn)品領(lǐng)域獲得規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。在民用領(lǐng)域，行星滾柱絲杠與電機一體化形成電動執(zhí)行器，國外已經(jīng)在閥門執(zhí)行器、塑料機械、無人汽車、六自由度模擬器、高端汽車生產(chǎn)線等領(lǐng)域得到應(yīng)用。行星滾柱絲杠在國外軍品應(yīng)用案例包括

F-35B

戰(zhàn)斗機電動起落架、潛艇自由度模擬仿真平臺、電動造波機、

美國魚鷹戰(zhàn)斗機航空武器懸掛發(fā)射系統(tǒng)裝置、美國武裝直升機的航空武器懸掛發(fā)射系統(tǒng)裝置和螺旋槳高低調(diào)節(jié)裝置等。行星滾柱絲杠屬于精密傳動零部件，國內(nèi)目前行星滾柱絲杠加工制造設(shè)備主要有采用滾珠絲杠制造設(shè)備或者研發(fā)專用制造設(shè)備，加工精度基本可以達到

G5

級精度。國內(nèi)行星滾柱絲杠廠商受加工設(shè)備、加工工藝、材料和熱處理工藝、測試設(shè)備、產(chǎn)業(yè)工人等因素的制約導致產(chǎn)品無法實現(xiàn)規(guī)模化地商業(yè)推廣和應(yīng)用。在替代國外進口產(chǎn)品以及未來全電動裝備發(fā)展中，行星滾柱絲杠存在著巨大的市場應(yīng)用前景。1、線性傳動核心部件，高精技術(shù)集成之作0

2行星滾柱絲杠精度要求高，加工工藝壁壘深厚螺距誤差：屬于系統(tǒng)誤差且為某一固定值。力形變誤差和彈性接觸形變誤差：在軸向載荷和扭轉(zhuǎn)力矩作用下，絲杠會發(fā)生力形變，形變量與絲杠的支撐方式和有效長度有關(guān)。同軸度誤差：PRS在加工制造過程中，螺紋制造誤差造成螺紋與軸頸部的同軸度誤差，進而引起傳動誤差。安裝誤差：與滾珠絲杠類似，

PRS自身徑向跳動和軸向竄動也會影響到傳動精度?？赏ㄟ^設(shè)計預緊螺母等硬件調(diào)校機構(gòu)以減少影響?；爻陶`差：指輸入軸正向、反向運動一次，實際與理論行程之間的偏差，反映絲杠、滾柱和螺母的螺紋間隙對傳動傳動誤差行星滾柱絲杠誤差中間裝置誤差環(huán)境因素引起的誤差單向傳動誤差回程誤差驅(qū)動電機誤差支撐軸承誤差螺距誤差力形變誤差同軸度誤差彈力形變誤差聯(lián)軸器誤差測量裝置誤差控制系統(tǒng)誤差2、行星滾柱絲杠精度要求高，加工工藝壁壘深厚14精度的影響。誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效資料來源：精密行星滾柱絲杠的傳動特性_李凱，華鑫證券研究請閱讀最后一頁重要免責聲明142.1、滾柱絲杠加工的核心在于減小誤差、提高精度PRS在實際運用過程的傳動誤差主要包括PRS自身誤差、中間裝置誤差和環(huán)境因素引起的誤差等。PRS傳動誤差是指螺母實際位移與理論位移之差。由于PRS傳動機構(gòu)是驅(qū)動電機、聯(lián)軸器、支撐軸承、行星滾柱絲杠、測量裝置、控制系統(tǒng)等部件一體化集成設(shè)計的復雜的機電設(shè)備，因此影響傳動精度的誤差來源眾多，且性質(zhì)和規(guī)律各不相同。PRS傳動誤差可由絲杠、滾柱和螺母引起的誤差進行疊加，但在工程實際中，不能進行簡單線性疊加。資料來源：吳翰林《基于加工誤差敏感度與模糊層次分析法的行星滾柱絲杠公差匹配優(yōu)化方法》，華鑫證券研究2.1、絲杠螺距誤差是產(chǎn)生誤差最主要因素在實際生產(chǎn)加工過程中，螺距誤差對嚙合干涉或嚙合間隙影響明顯。精密傳動行程精度的影響誤差大致分為三類：周期性系統(tǒng)誤差、隨機誤差、非周期性系統(tǒng)誤差。PRS的行程精度的周期性誤差主要由絲杠、滾柱、螺母螺紋同軸度原始誤差引起；

而非周期性誤差則由絲杠、滾柱、螺母中徑誤差及螺距誤差引起；隨機誤差是溫度、濕度、環(huán)境因素引起。所有誤差因素與行程誤差均為正相關(guān)，其敏感性指數(shù)從大到小依次為：絲杠螺距（2.8570、滾柱螺距（1.0000）、螺

母

螺

距（1.0000）

、絲杠螺紋同軸度（0.9800）、螺母螺紋同軸度（0.4750）、滾柱螺紋同軸度（0.0585），滾柱同軸度敏感性指數(shù)小于0.1，可以忽略不計。中徑誤差對行程精度無直接影響，但對軸向間隙有顯著影響。相關(guān)敏感性指數(shù)從大到小依次為：滾柱中徑誤差（-4）、絲杠中徑誤差（-2）、螺母中徑誤差（2）。絲杠、滾柱、螺母中徑誤差與嚙合間隙量在同一數(shù)量級上，對嚙合點軸向間隙量的影響最大，螺距誤差次之，誤差會導致嚙合干涉或間隙量過大。行程誤差敏感性指數(shù)直方圖 嚙合間隙量與滾柱、螺母、絲桿螺距誤差成線性關(guān)系15誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明152、行星滾柱絲杠精度要求高，加工工藝壁壘深厚應(yīng)用范圍材料熱處理HRC絲杠l≤1m20CrMoA滲碳、淬火60士2l≤2.5m42CrMoA、55Mn、50Mn、60Mn高、中頻淬火l>2.5m38CrMoAIA氮化850HVd>40mmGCrl5SiMn整淬60+2d≤40mml≤2mGCrl5整淬60+2do≤40mmGCr15d=40-80mml≤2mCrWMn整淬有防腐要求者9Cr18中頻淬火56螺母GCr15、CrWMn、9Cr18淬火回火60+218CrMnTi、12CrNiA、12Cr2Ni4A滲碳、淬火資料來源：我的鋼鐵，馮虎田《滾珠絲杠副動力學設(shè)計與基礎(chǔ)》，華鑫證券研究絲杠材料選擇2.2、螺紋加工工藝是絲杠加工的核心壁壘行星滾柱絲杠的材料選取決定結(jié)構(gòu)剛度，直接影響形變誤差。提高結(jié)構(gòu)的剛度和強度，最有效的途徑是選擇彈性模量和強度高的材料。材料在行星滾柱絲杠設(shè)計具有很重要的作用。行星滾柱絲杠中絲杠選用的材料為合金結(jié)構(gòu)鋼42CrMo，合金結(jié)構(gòu)鋼42CrMo強度和淬透性比35CrMo有所增高，調(diào)質(zhì)后有較高的疲勞極限和抗多次沖擊能力，低溫沖擊韌性良好。對合金結(jié)構(gòu)鋼42CrMo需做預處理，表硬度不低于54~60HRC。螺母和滾柱選用的材料為高碳鉻軸承鋼GCr15，其綜合性能良好，火和回火后具有高而均勻的硬度，良好的耐磨性和高的接觸疲勞壽命，熱加工變形性能和切削加工性能均好。對高碳鉻軸承鋼

GCr15

需做進行淬火處理，其表面接觸硬度為56~60HRC。滾柱的滾動表面與絲杠的兩個接觸螺紋槽表面是容易產(chǎn)生疲勞點蝕。絲杠和螺母的螺旋槽的表面及滾柱的滾動表面進行滲碳或碳氮共滲處理，可以生成硬化的表層，以延長使用壽命，提高承載能力。GCr15報價在5000元/噸以上2、行星滾柱絲杠精度要求高，加工工藝壁壘深厚16誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明16資料來源：王偉《大型螺紋旋風硬銑削數(shù)值模擬及工藝參數(shù)優(yōu)化》

，華鑫證券研究16誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明17工藝項目磨削滾軋成型旋風硬旋銑對材料要求無特殊要求對精胚外圓尺寸、公差、圓度、圓柱度、直線度要求嚴格,材料塑性應(yīng)變能力、延伸率要求較高對精胚外圓的圓度、圓柱度、直度及硬化層深度,硬度的均勻性有要求最高加工精度P3級,P1級,PO級P3、P5導程誤差的波動小、線性好P3級導程誤差的波動小、線性好齒形精度及表面質(zhì)量砂輪品質(zhì)和使用壽命對其有直接影響Ra=0.5-0.8um,表面光滑、處于壓應(yīng)力狀態(tài)Ra=0.4um,高速、漸近、低溫切削,表面質(zhì)量優(yōu)于磨削適宜加工對象常用規(guī)格高精度絲杠螺紋的精加工超細長、大導程、超大導程雙頭和多頭螺紋整體大型超長絲杠,大鋼球重型BS,各類異型螺桿資源友好性濕切削,能耗、油耗、水耗均較高低耗無屑加工、材料利用率高達80%以上干切削,省工序,能耗、油耗、水耗低于磨削環(huán)境友好性有磨粒金屬粉塵、油霧無油霧和粉塵,污染小噪聲小,無油、少屑,污染小生產(chǎn)效率與制造周期效率低、工序多、制造周期最長單機快速產(chǎn)出,庫存性供貨生產(chǎn)效率高于磨削低于冷滾軋裝備及制造成本螺紋磨床已國產(chǎn)化,生產(chǎn)工序多、制造成本高關(guān)鍵設(shè)備前期投入大,后期成本取決于軋輥壽命、研發(fā)制造能力關(guān)鍵設(shè)備前期投入大,后期成本取決于PCBN刀片壽命及刃磨的自主化能力量產(chǎn)更換工件規(guī)格較容易,不受生產(chǎn)批量限制標準化,系列化大批量生產(chǎn)調(diào)整對刀比較麻煩,適用一定批量的產(chǎn)品2.2、螺紋加工工藝是絲杠加工的核心壁壘磨削精度高，滾扎效率高，硬旋銑較均衡。行星滾柱絲杠依靠零件間的螺紋嚙合實現(xiàn)傳動功能，螺紋的加工精度將直接影響系統(tǒng)的傳動精度、使用壽命、與平穩(wěn)性，故優(yōu)化螺紋的加工技術(shù)是提升PRS整體性能的關(guān)鍵。PRS

螺紋制造工藝方法主要為成型加工，例如目前應(yīng)用于絲杠副螺紋制造技術(shù)主要有磨削技術(shù)、滾軋成型和旋風銑削技術(shù)三種

。三種螺紋加工工藝對比2、行星滾柱絲杠精度要求高，加工工藝壁壘深厚資料來源：《軸、箱體、絲杠加工》，華鑫證券研究精密絲杠下料金相檢查球化退火(彎曲≤5mm)下料校直正火(彎曲≤2mm)切端面，打中心孔粗車兩端及外圓校直,高溫回火（徑向跳動≤1.mm)粗加工切端面，用調(diào)心套打中心孔粗車兩端及外圓高溫時效(t=500~550℃，10小時)（徑向跳動≤1.5mm)切兩端面，重打中心孔半精車外圓粗車螺紋(螺紋槽寬4mm，深8.5mm)高溫時效(t=500~550°C，10小時）(徑向跳動≤1mm）切兩端，重打中心孔再半精車外圓再粗車螺紋(螺紋槽寬5mm，深7.5mm)低溫時效(t=160°C±10°C,36時)(徑向跳動≤0.5mm）切端面，重打中心孔粗磨外圓半精車螺紋(車成15°牙形）低溫時效(t-160°C士10°C

，

36

小時）(徑向跳動≤0.25

mm)打中心孔，齊總長半精車兩端及外圓粗車螺紋校直低溫時效徑向跳動≤0.2.mm)粗磨外圓半精車螺紋低溫時效(徑向跳動≤0.5mm）毛坯 半精加工切端面，重打中心孔，齊總長半精及精磨外圓及軸頸精車螺紋至圖紙尺寸研磨螺紋修研中心孔精磨外圓及兩段精車螺紋至圖紙尺寸精加工普通絲杠2.2.1、磨削精度高，生產(chǎn)效率低越精密、硬度越高的絲杠的工藝要求高、工序步驟多、加工時間長。1）精密級及普通級兩類絲杠由于材料的不同，其毛坯的熱處理方式也就不同。

毛壞熱處理是預備性熱處理，可以消除毛坯制造帶來的內(nèi)應(yīng)力，并且能控制硬度以適應(yīng)機械加工的切削性能。碳素鋼球化退火后金相組織穩(wěn)定，殘余應(yīng)力被消除，具備很好的加工性；2）機械加工的時效處理工序不同。絲杠精度不同則時效處理次數(shù)不同，一般來說，精度要求越高，時效處理次數(shù)越多。此外，硬度要求高的絲杠（HRC56以上）必須進行淬火處理，淬火可以有效地保證絲杠的機械性能、硬度和穩(wěn)定性。淬火工藝的絲杠需要多次回火以及冰冷處理以消除應(yīng)力。精密絲杠和普通絲桿磨削加工工藝對比16誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明182、行星滾柱絲杠精度要求高，加工工藝壁壘深厚絲杠磨床綜合誤差靜態(tài)誤差動態(tài)誤差隨機誤差機床本身誤差機床幾何誤差機床系統(tǒng)誤差工作系統(tǒng)誤差機床主軸到工作臺的傳動誤差機床主軸和母絲杠跳動誤差工件安裝定位誤差砂輪磨損和砂輪主軸受力變形機床工作臺移動不均勻性機床各部件的受熱變形工件的受熱變形和受力變形工件前道工序誤差復映室溫和冷卻油溫的變化工件材質(zhì)不均外界振動干擾資料來源：劉鵬飛《滾珠絲杠磨削加工誤差預測補償關(guān)鍵技術(shù)研究》，華鑫證券研究16誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明192.2.1、磨削精度高，生產(chǎn)效率低一般來說，

磨削精度的提升直接決定著絲杠的精度的提升。我們目前加工滾珠絲杠依然停留在“扎—淬—磨”或者“車—淬—粗磨—精磨”的工藝方法，磨削是絲杠加工的最后一道工序。絲杠磨削精度的因素種類繁多，影響效果也是相互差異。其中各因素所占的比例如下：幾何誤差為15％—35％，力變形誤差占25％—40％，熱變形誤差占35％—50％，這三種主要因素可占據(jù)90%多。主要產(chǎn)生誤差原因總結(jié)：絲杠剛度較低，加工過程中彎曲變形，并且容易產(chǎn)生振動，造成螺距誤差，

；工作臺伺服電機的齒輪減速機構(gòu)本身存在制造精度誤差、裝配精度誤差以及使用過程中磨損造成的誤差3）砂輪在磨削過程中的損耗和接觸變形的導致控制系統(tǒng)發(fā)出的信號并不能完全轉(zhuǎn)化為所要求的理想進給量；4）砂輪的接觸點位置在不斷變化，

絲杠的溫度分布不均，

加工過程中80%熱量被絲杠吸收產(chǎn)生熱變形，對加工精度造成極大的影響。2、行星滾柱絲杠精度要求高，加工工藝壁壘深厚資料來源：肖建軍《高精度滾珠絲杠磨床的設(shè)計與開發(fā)》，漢江機床官網(wǎng)，華鑫證券研究2、行星滾柱絲杠精度要求高，加工工藝壁壘深厚2.2.1、螺紋磨床精度已跟上，但核心數(shù)控系統(tǒng)仍采用國外產(chǎn)品歐洲、日本是高端磨床主要產(chǎn)地，對中國采取出口限制措施。2023年4月DMG的每臺機床都配備RMS（機床搬遷安保）裝置，出售給中國的所有機床都需要增加位置傳感器，日本發(fā)那科高端五軸數(shù)控系統(tǒng)對華禁售。數(shù)控系統(tǒng)是螺紋磨床提高精度的關(guān)鍵，但目前高檔數(shù)控機床配套的數(shù)控系統(tǒng)由發(fā)那科、西門子等境外廠商所壟斷。采用國外數(shù)控系統(tǒng)前提下，國產(chǎn)磨床加工精度已達P1及以上精度。上海機床廠SK7420型數(shù)控絲杠磨床：可磨削P1級甚至更高精度的滾珠絲杠。適合于磨削三角螺紋、梯形螺紋、鋸齒螺紋、圓弧滾珠絲杠以及其他螺紋齒形的外螺紋，可實現(xiàn)P1級精度滾珠絲杠的磨削。統(tǒng)采用西門子

840D控制系統(tǒng)，可控制六軸三聯(lián)動。漢江機床SK7405數(shù)控絲杠磨床：可磨削P2精度絲杠，采用西門子828D數(shù)控系統(tǒng)，實現(xiàn)三軸二聯(lián)動，配置螺紋自動對刀裝置，滿足批量加工要求；配置金剛滾輪修整器，實現(xiàn)砂輪自動成型修整?？刹捎枚嗑€或單線磨削技術(shù)，實現(xiàn)絲杠高效磨削同時可實現(xiàn)絲杠高精密磨削。上海機床廠SK7420型數(shù)控絲杠磨床參數(shù) 漢江機床SK7405數(shù)控絲杠磨床參數(shù)16誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明20旋風硬銑削加工原理圖資料來源：旋風硬銑削加工技術(shù)及其在精密滾珠絲杠加工中的應(yīng)用_宋現(xiàn)春，華鑫證券研究旋風銑削工作臺16誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明212.2.2、旋風銑削生產(chǎn)效率高，國產(chǎn)機床具備較不錯的加工能力旋風銑削與磨削加工相比，加工效率是其

3~5

倍；與傳統(tǒng)切削相比，刀具使用壽命提高了

70%。硬軸承鋼

GCr15

工件（硬度為

62~65HRC）利用刀盤上的多把（6

或

8）均勻?qū)ΨQ的高強度成型銑刀，

借助于刀盤旋轉(zhuǎn)軸線與工件軸線存在的偏心距

e

依次參與切削，且兩軸線夾角為螺紋的螺旋角。旋風銑削加工時，刀盤與工件同向旋轉(zhuǎn)完成順銑；工件以

1~10

r/min

低速旋轉(zhuǎn)，而刀盤以每分鐘大于

600

r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，工件每旋轉(zhuǎn)一周，刀盤沿著工件軸線移動一個螺紋導程的距離，從而實現(xiàn)整個螺紋滾道的加工。在切削過程中，只有旋轉(zhuǎn)到靠近工件一側(cè)才能參與并完成其切削，這就為遠離工件的刀具足夠的散熱時間在切削液冷卻中，旋風硬銑削無需使用切削液實現(xiàn)干切削（壓縮空氣制冷）。旋風銑削精度不高的原因在于兩點：1）旋風頭的回轉(zhuǎn)軸線與工件軸線有一交角P，若采用直線刃刀具就會使螺紋的中心軸向截面牙形輪成為曲線；2）由于刀刃切削運動軌跡與被加工螺紋空間曲線不一致，而將相交部分切去，這一現(xiàn)象就是過切。如果切削會產(chǎn)生過切現(xiàn)象會將螺紋牙槽切大。2、行星滾柱絲杠精度要求高，加工工藝壁壘深厚資料來源：秦川機床官網(wǎng)，

Leistritz官網(wǎng)，華鑫證券研究2.2.2、旋風銑削生產(chǎn)效率高，國產(chǎn)機床具備較不錯的加工能力國外旋風銑床生產(chǎn)技術(shù)較為成熟，漢江機床和博特精工正奮起直追。世界專業(yè)生產(chǎn)CNC旋風銑床的廠家包括：德國Leistritz公司、GWT公司、Burgsmuller公司、奧地利WEING

?RTNER公司、Linsinger公司等。西方的CNC硬旋銑技術(shù)是1987年首次引進到我國，2004年南京工藝裝備廠首次購進德國Leistritz公司

的PW160型CNC硬旋銑機床，時隔5年后又購進Leistritz

公司最新的PW300HP型10mCNC硬旋銑機床。德國Leistritz：該公司的PWM200型CNC內(nèi)螺紋旋風硬銑機床對淬火60HRC滾珠螺母實施內(nèi)旋銑，導程精度可達P3級，表面粗糙度值??a＜0.4μm，中徑圓柱度0.01mm，齒形精度0.004mm。漢江機床：憑借其在螺紋制造技術(shù)方面的優(yōu)勢，用大約兩年的時間自主研發(fā)成功HJ092型九軸三聯(lián)動CNC絲杠硬旋銑床（6m、8m），該機床用國產(chǎn)CBN盤銑刀對62HRC的滾珠絲杠硬旋銑后精度可達C5級，表面粗糙度值??a=0.4～0.6μm。山東博特精工：博特精工有多年的旋風軟銑經(jīng)驗，近年該公司在CX63普通旋銑機床的基礎(chǔ)上自行設(shè)計制造SXCA6163型數(shù)控旋風銑床，加工精度0.032mm/300mm（C7級），表面粗糙度值??a

=3.2μm。漢江機床HJ092參數(shù) 德國Leistritz

LWN

90s2、行星滾柱絲杠精度要求高，加工工藝壁壘深厚16誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明220 3人形機器人關(guān)節(jié)核心部件，國產(chǎn)替代前景廣闊大臂：每邊1個小臂：每邊2個大腿：每邊2個小腿：每邊2個每臺特斯拉Optimus包含14個絲杠資料來源：特斯拉AI

day，華鑫證券研究特斯拉Optimus采用大、中、小三種線性執(zhí)行器3.1、行星滾柱絲杠是人形機器人關(guān)節(jié)核心部件特斯拉Optimus關(guān)節(jié)——線性執(zhí)行器運動模式3、人形機器人關(guān)節(jié)核心部件，國產(chǎn)替代前景廣闊24誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明24運動控制，包括算法和控制系統(tǒng)架構(gòu)等環(huán)境感知、行為控制和人機交互等輕量化骨骼、高強度本體結(jié)構(gòu)、高精度傳感等仿人機械臂、靈巧手和腿足，是硬件基礎(chǔ)大腦小腦機器肢機器體基礎(chǔ)版整機（通用整機平臺）、功能性整機（低成本交互型、高精度型、極端環(huán)境下高可靠型等）高實時、高可靠、高智能的專用操作系統(tǒng)，面向各類場景的應(yīng)用軟件，應(yīng)用開發(fā)平臺和工具包。3.2、人形機器人作為顛覆性產(chǎn)品，將成為未來經(jīng)濟發(fā)展新引擎2023年11月，工信部發(fā)布《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導意見》，聚焦關(guān)鍵技術(shù)突破及重點產(chǎn)品和部組件培育?！吨笇б庖姟?/p>

將人形機器人定位為“繼計算機、智能手機、新能源汽車后的顛覆性產(chǎn)品”，是科技競爭的新高地、未來產(chǎn)業(yè)的新賽道、

經(jīng)濟發(fā)展的新引擎，并強調(diào)通過開展試點示范、加強供需對接、加速成果轉(zhuǎn)化、完善應(yīng)用機制等方法拓展人形機器人使用場景。主要場景包括以下幾方面：特種領(lǐng)域：如要地警戒守衛(wèi)、民爆、救援等；制造業(yè)場景：聚焦3C、汽車等制造業(yè)重點領(lǐng)域；民生及重點行業(yè)：如醫(yī)療、家政等民生領(lǐng)域服務(wù)應(yīng)用，農(nóng)業(yè)、

物流等重點行業(yè)。人形機器人未來投資方向聚焦在關(guān)鍵技術(shù)和重點產(chǎn)品部組件方面關(guān)鍵技術(shù)方面 重點產(chǎn)品和部組件整機25資料來源：中國政府網(wǎng)，華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明25基礎(chǔ) 包括人形機器人專用傳感器、高功率密度執(zhí)行器、部組件 專用芯片、高能效專用動力組件軟件3、人形機器人關(guān)節(jié)核心部件，國產(chǎn)替代前景廣闊3.3、人形機器人新藍海，滾柱絲杠市場開啟新飛躍我們預測，到2030年人形機器人數(shù)量將達到205.0萬臺，人形機器人市場規(guī)模將達到2,870.3億元。我們預測，2023年-2030年全球人形機器人市場規(guī)模將從8.4億元增長至2,870.3億元，年復合增長率130.2%。2023E-2030E全球人形機器人數(shù)量以及市場規(guī)模（萬臺，億元）預測項目單位2023E2024E2025E2026E2027E2028E2029E2030E人形機器人數(shù)量萬臺0.10.72.27.019.544.599.7205.0機器人單個價值量萬元7050453528221714人形機器人市場規(guī)模億元8.433.997.8243.3545.0978.81694.32870.3滾柱絲杠單個價值量萬元0.200.160.140.120.110.100.100.08人形機器人滾柱絲杠市場規(guī)模億元0.31.54.311.730.062.3132.6229.63、人形機器人關(guān)節(jié)核心部件，國產(chǎn)替代前景廣闊0501001502002503,5003,0002,5002,0001,5001,00050002023E2024E2025E2026E2027E2028E2029E2030E人形機器人市場規(guī)模（左軸） 人形機器人數(shù)量（右軸）26資料來源：GGII，秦川機床公告，新財富產(chǎn)業(yè)研究院，華鑫證券測算誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明26特斯拉機器人核心零部件價值量占比3.3、人形機器人新藍海，滾柱絲杠市場開啟新飛躍絲杠是線性關(guān)節(jié)中價值量占比最高的零部件，約占人形機器人核心部件成本的15%。以特斯拉Optimus為代表，單個機器人絲杠數(shù)量：2*7=14個目前Rollvis單個行星滾柱絲杠價格較高，約2000元/個單個機器人絲杠價值量：14*0.2=2.8萬元2023年-2030年全球滾珠+滾柱絲杠市場規(guī)模將從159.5億元增長到473.0億元，CAGR為16.8%；2030年，應(yīng)用于人形機器人的行星滾柱絲杠價值量為229.6億元，CAGR為154.1%，貢獻滾珠+滾柱絲杠市場73.1%的增量。3、人形機器人關(guān)節(jié)核心部件，國產(chǎn)替代前景廣闊5004504003503002502001501005002023E 2024E 2025E 2026E 2027E 2028E 2029E 2030E資料來源：globenewswire，

GGII，秦川機床公告，新財富產(chǎn)業(yè)研究院，華鑫證券測算2023-2030年全球絲杠市場規(guī)模預測（億元）滾珠絲杠 滾柱絲杠 人形機器人行星滾柱絲杠無框力矩電機,

29%27誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明27減速器,21%力傳感器,16%資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，華鑫證券研究絲杠,

15%

慣導imu,4%空心杯電機,14%其他,

1%資料來源：《E公司滾柱絲杠產(chǎn)品營銷策略研究》王有雪，華鑫證券研究廠商 工藝 尺寸 主要應(yīng)用場景 簡介28誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明28GSA研磨齊全軍事和工業(yè)GSA

公司成立于

1982

年，總部位于瑞士伯爾尼，目前是全球最大的行星滾柱絲杠專業(yè)制造廠家，產(chǎn)品推廣商標為“GSA

Swiss”。與

Rollvis公司類似，GSA的絲杠尺寸系列較全，

可以向市場提供直徑范圍從

5mm

至245mm，導程范圍從

0.5mm

至

50mm

的產(chǎn)品系列。GSA行星滾柱絲杠公司為德國舍弗勒集團的供應(yīng)商。產(chǎn)品主要銷售到航空航天、軍工設(shè)備以及鋼鐵冶金等行業(yè)中，也在嘗試開發(fā)一般工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。Rollvis研磨齊全軍事和工業(yè)Rollvis

公司成立于

1970

年，總部位于瑞士日內(nèi)瓦，是專業(yè)設(shè)計和生產(chǎn)滾柱絲杠的

廠家，產(chǎn)品推廣商標為“Rollvis

Swiss”。其向市場推出的產(chǎn)品系列較為齊全，可以提供

直徑范圍從

5mm

至

245mm，導程范圍從0.1mm至50mm

的幾乎全系列研磨級高精度

產(chǎn)品。Rollvis

的產(chǎn)品主要應(yīng)用于航空航天、軍工設(shè)備、鋼鐵冶金等領(lǐng)域，近年來也面向

普通工業(yè)應(yīng)用如電動缸等提供批量化供貨。2016年，Rollvis被瑞士GSA公司并購。Rexroth 軋制較齊全工業(yè)公司和品牌隸屬于博世力士樂集團，是一家主要生產(chǎn)液壓系統(tǒng)、減速機、電

控技術(shù)以及機電一體化產(chǎn)品的大型工業(yè)品公司。在線性傳動技術(shù)領(lǐng)域，Rexroth

提供直線導軌、滾珠和滾柱絲杠、電動缸和直線運動模組等產(chǎn)品，其滾柱絲杠產(chǎn)品是在近

10

年內(nèi)推出的新產(chǎn)品，采用軋制成型技術(shù)以滿足追求更高經(jīng)濟性的客戶需求，但在有高精度和高壽命要求的場景下無法使用產(chǎn)品主要銷售到一般工業(yè)領(lǐng)域中，尤其在注塑機和伺服壓力機械等應(yīng)用中業(yè)務(wù)成長速度快。Ewellix研磨齊全工業(yè)法國Transrol公司1968年被SKF集團收購，2018年被歐洲Triton集團收購，2019年更名為EWELLIX，2022年又再次被舍弗勒收購。公司總部位于瑞典哥德堡，全球范圍內(nèi)擁有

8

家工廠及1200

名員工，2021

年實現(xiàn)滾柱絲杠收入在3

億人民幣。公司的核心業(yè)務(wù)是設(shè)計、生產(chǎn)和銷售直線傳動類零部件產(chǎn)品，包括直線導向類（成型導軌、精密導軌、直線軸承）、滾珠和滾柱絲杠、電動推桿和升降柱、高性能電動缸以及直線模組等。產(chǎn)品主要應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備、自動化生產(chǎn)線、非道路機械以及其他通用設(shè)備行業(yè)。3、人形機器人關(guān)節(jié)核心部件，國產(chǎn)替代前景廣闊3.4、外國企業(yè)起步早，全球滾柱絲杠市場為國外廠商主導GSA、

Ewellix、

Rollvis、

Rexroth等國外企業(yè)代表滾柱絲杠制造一流水平。目前生產(chǎn)滾柱絲杠并參與市場競爭的廠家主要有：

GSA（瑞士）、Ewellix（瑞典）、Rollvis（瑞士）、Rexroth（德國）、CMC（美國）、南京工藝（中國）、濟寧博特（中國）、優(yōu)仕特（中國臺灣）。除這些品牌外，還有

Moog（美國）、PowerJacks（英國）也有生產(chǎn)滾柱絲杠的能力，但產(chǎn)品不外銷，主要用于自身生產(chǎn)的電動缸等產(chǎn)品使用。全球絲杠市場主要參與者資料來源：《E公司滾柱絲杠產(chǎn)品營銷策略研究》王有雪，GSA，Rollvis，SKF，Ewellix，Rexroth，CMC，優(yōu)仕特，南京工藝，博特精工企業(yè)產(chǎn)品手冊，華鑫證券研究直徑×導程(mm)廠家額定動載荷（kN）額定靜載荷（kN）軸向間隙（mm）GSA60-12776-2590.02Rollvis1072250.03SKF1052180.02Ewellix1052180.0230×5Rexroth87178-CMC134282-優(yōu)仕特1072250.03南京工藝88168-博特精工3051-GSA189-289333-6680.02Rollvis1984420.04SKF2655810.04Ewellix2655810.0448×10Rexroth220475-CMC221467-優(yōu)仕特2585590.03南京工藝232475-博特精工124219-Ewellix,

14%28誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明29Rollvis,

26%Rexroth,12%GSA,

26%優(yōu)仕特,

3%CMC,

3%南京工藝,

8%國內(nèi)行星滾柱絲杠市場競爭格局博特精工,

8%各家行星滾柱絲杠參數(shù)性能比較3.4、國內(nèi)外企業(yè)產(chǎn)品性能存在一定差距，仍有國產(chǎn)替代空間國內(nèi)行星滾柱絲杠市場集中度較高，外國企業(yè)占據(jù)8成市場份額。GSA和Rollvis各占據(jù)26%的市場份額，其次是Ewellix和Rexroth分別占據(jù)14%、12%市場份額，CR4為78%。南京工藝和博特精工作為國內(nèi)滾柱絲杠企業(yè)各占據(jù)8%市場份額。國外企業(yè)產(chǎn)品型號規(guī)格非常齊全，性能上處于領(lǐng)先地位。GSA等歐洲企業(yè)之間產(chǎn)品性能差距較小，南京工藝產(chǎn)品性能與外國產(chǎn)品差距較小。3、人形機器人關(guān)節(jié)核心部件，國產(chǎn)替代前景廣闊3.5、中國滾柱絲杠專利數(shù)量躍居第一，中國滾柱絲杠產(chǎn)業(yè)處于規(guī)?；瘧?yīng)用關(guān)鍵節(jié)點行星滾柱絲杠技術(shù)方面相關(guān)專利申請趨勢可分為萌芽期和成長期：萌芽期（2009年之前），每年的專利申請數(shù)量不超過15

項，且多數(shù)專利來源于日本、德國、法國、美國、瑞士等國家，技術(shù)主要涉及行星滾柱絲杠總體結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)、行星滾柱絲杠及螺母螺紋加工制造技術(shù)方面，

主要申請人有日本豐田、舍弗勒、SKF、NSK等。成長期（2010年至今），專利數(shù)量總體呈現(xiàn)快速增長趨勢，可分為2個階段：第一階段系

2015

年之前，專利數(shù)量增長動力主要來源于德國、瑞典、法國、日本等國家，技術(shù)主要涉及行星滾柱絲杠總體結(jié)構(gòu)設(shè)計方面。第二階段系

2016

年以后，中國專利數(shù)量的占總申請量比重逐年擴大，技術(shù)主要涉及行星滾柱絲杠總體結(jié)構(gòu)設(shè)計、行星滾柱絲杠及螺母螺紋加工制造、行星滾柱絲杠副傳動精度及效率測量、剛度特性試驗等方面。截止2021年，中國的累積專利申請量最多（325

項），占總申請數(shù)量44%，且在各技術(shù)領(lǐng)域的專利申請數(shù)量均保持較高水平。中國德國日本其他法國瑞典美國050100150200250300350各國行星滾柱絲杠專利技術(shù)數(shù)量行星滾柱絲杠專利已經(jīng)進入中國主導的成長期80706050403020100國外國內(nèi)30綜合性能測量方法螺紋加工工藝研究設(shè)計研究資料來源：《行星滾柱絲杠技術(shù)專利分析》田青，華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明30萌芽期成長期 成長期（國外主導）（中國主導）3、人形機器人關(guān)節(jié)核心部件，國產(chǎn)替代前景廣闊各技術(shù)分支專利數(shù)量占比一級技術(shù)二級技術(shù)1992-19961997-20012002-20062007-20112012-20162017-2021總體結(jié)構(gòu)設(shè)計14283961135151000007嚙合機理與接觸特性設(shè)計研究靜剛度與變形研究00000135載荷分布與均載方法000002摩擦機理與傳動效率0000螺紋硬態(tài)車削工藝001044螺紋加工2003621016螺紋磨削用砂輪廓形修整及保持技術(shù)212工藝研究深孔內(nèi)螺紋制造技術(shù)224200183大長徑比外螺紋制造技術(shù)內(nèi)外螺紋檢測技術(shù)00003000051613綜合性能傳動精度測量實驗0000測試研究剛度特性試驗390002傳動效率測量試驗1028設(shè)計研究67%31資料來源：《行星滾柱絲杠技術(shù)專利分析》田青，華鑫證券研究誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明31螺紋加工工藝研究12%綜合性能測量方法3.5、滾柱絲杠新興技術(shù)領(lǐng)域眾多，國內(nèi)高校具備相當技術(shù)基礎(chǔ)行星滾柱絲杠技術(shù)發(fā)展方興未艾，專利涉及多個新興專業(yè)領(lǐng)域。近年來，行星滾柱絲杠副總體結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)、螺紋磨削用砂輪—廓形修整及保持技術(shù)、深孔內(nèi)螺紋制造技術(shù)研究、傳動效率測量試驗研究方面的年申請數(shù)量較多且呈增長趨勢，是目前高精度行星滾柱絲杠副技術(shù)領(lǐng)域的熱點。嚙合機理與接觸特性研究、靜剛度與變形研究、載荷分布與均載方法研究、摩擦機理與傳動效率研究方面的專利均在近幾年出現(xiàn)，是目前高精度行星滾柱絲杠副技術(shù)領(lǐng)域的新興技術(shù)，主要由中國相關(guān)研究機構(gòu)申請。國內(nèi)申請專利機構(gòu)主要為研究所和高校，包括北京精密機電控制設(shè)備研究所（42項）、西北工業(yè)大學（22項）、南京理工大學（14項）、哈爾濱工業(yè)大學（10項）、中國船舶704研究所（8項）。行星滾柱絲杠專利技術(shù)具體涉及領(lǐng)域數(shù)量（項）3、人形機器人關(guān)節(jié)核心部件，國產(chǎn)替代前景廣闊0 4國內(nèi)企業(yè)紛紛布局，絲杠產(chǎn)能迎來爆發(fā)期4.1、新劍傳動——已建成國內(nèi)首條行星滾柱絲杠產(chǎn)線深耕機械傳動技術(shù)，行星滾柱絲杠產(chǎn)品已應(yīng)用于人形機器人。新劍傳動主營業(yè)務(wù)是為半導體通訊、計算機、電子、汽車、工程機械、人機協(xié)作及服務(wù)機器人等行業(yè)提供蝸輪、蝸桿傳動部件和精密零部件產(chǎn)品。公司擁有80多項專利技術(shù)，其中發(fā)明專利13項，是國家高新技術(shù)企業(yè)。公司與國內(nèi)外多家研究機構(gòu)成為戰(zhàn)略伙伴關(guān)系，并成立研發(fā)中心及新劍傳動（上海）聯(lián)合研發(fā)實驗室分部，研發(fā)方向為機械傳動技術(shù)和人工智能應(yīng)用集成技術(shù)。目前公司絲杠產(chǎn)品汽車領(lǐng)域客戶包括吉利、理想、華為、一汽等；機器人合作伙伴包括小米、小鵬、智元機器人、科沃斯機器人等。新劍傳動應(yīng)用于人形機器人產(chǎn)品資料來源：新劍傳動官網(wǎng)，華鑫證券研究33誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明33產(chǎn)品技術(shù)標準標準式行星滾柱絲杠反向式行星滾柱絲杠循環(huán)式行星滾柱絲杠差動式行星滾柱絲杠絲杠中徑（mm）3.5-6010.5-808-635-63絲杠長度（mm）960960960-導程（mm）1-352-160.25-40.8-2.66效率（%）75--9570一9060一8060-80導程精度（μm）G3,G5

(每315mm行程,導程精度:

12μm,23μm，53μm)G1,G3,G5

(每315mm行程,導程精度:

6μm，12μm,23μm)G3,G5，G7

(每315mm行程,導程精度:

12μm，23μm,52μm)T5,T7

(每315mm行程,導程精度:

23um,52pm)靜載荷能力（KN）8.9-95020.8-22514.3-56010-370動載荷能力（KN）3.9-47013.4-5597.3-2198-25634誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明34公司建有國內(nèi)行星滾柱絲杠首條產(chǎn)線，年產(chǎn)能超過

350

萬套。公司行星滾柱絲杠產(chǎn)線于2022年3月批量化生產(chǎn)，目前已具備350萬套的批量化生產(chǎn)能力。2022年行星滾柱絲杠電動缸產(chǎn)線系列產(chǎn)品銷售收入為2,367.8萬元，同比增長100%，毛利率可達33.5%。目前公司的滾珠絲杠、行星滾柱絲杠產(chǎn)品已經(jīng)成功應(yīng)用于汽車底盤

EMB制動系統(tǒng)和人形機器人線形驅(qū)動。新劍傳動行星滾柱絲杠產(chǎn)品參數(shù)資料來源：新劍傳動官網(wǎng)，華鑫證券研究4.1、新劍傳動——已建成國內(nèi)首條行星滾柱絲杠產(chǎn)線以精密運動控制系列產(chǎn)品的設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)和銷售為核心業(yè)務(wù)，線性執(zhí)行器市占率全球第二。公司的線性執(zhí)行器、混合式步進電機、直流電機、音圈電機及其組件等產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療診斷設(shè)備、生命科學儀器等醫(yī)療器械領(lǐng)域，以及機器人、流體控制、精密電子設(shè)備等工業(yè)自動化領(lǐng)域，并能夠根據(jù)客戶個性化需求，提供集產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計、樣品打樣制造、核心部件自制、柔性精密生產(chǎn)、高效物流配送一體化服務(wù)。公司主營業(yè)務(wù)線性執(zhí)行器最主要的競爭對手是美國海頓科克，目前公司在全球市場占有率排名第二，在國內(nèi)市占率已經(jīng)超過對方成為第一。公司具備單獨設(shè)計的絲桿螺母傳動組的能力，并致力于絲桿、螺母的研發(fā)。目前，公司的微型行星滾柱絲杠正處于研發(fā)過程中。產(chǎn)品類型產(chǎn)品介紹產(chǎn)品圖示滑動絲桿線性執(zhí)行器該類產(chǎn)品采用混合式步進電機予以驅(qū)動，包括外部驅(qū)動式、貫通軸式和固定軸式三種驅(qū)動方式，機座尺寸范圍為14mm-86mm，重復定位精度可達±0.01mm，最小導程分辨率可達0.0006mm，最大推力可達200KG，具有噪音低、壽命長等特點，主要用于醫(yī)療設(shè)備、實驗室設(shè)備、美容行業(yè)、3D打印設(shè)備等領(lǐng)域。滾珠絲桿線性執(zhí)行器該類產(chǎn)品采用混合式步進電機予以驅(qū)動，主要為外部驅(qū)動式，最小機座尺寸可達14mm，重復定位精度可達±0.005mm，使用壽命＞20,000小時，效率＞90%，具有高速運行、快速響應(yīng)等特點，主要用于半導體行業(yè)及工業(yè)自動化行業(yè)。永磁電機線性執(zhí)行器該類產(chǎn)品采用混合式步進電機予以驅(qū)動，主要為外部驅(qū)動式，最小機座尺寸可達14mm，重復定位精度可達±0.005mm，使用壽命＞20,000小時，效率＞90%，具有高速運行、快速響應(yīng)等特點，主要用于半導體行業(yè)及工業(yè)自動化行業(yè)。4.2、鼎智科技——線性執(zhí)行器龍頭企業(yè)34誠信、專業(yè)、穩(wěn)健、高效請閱讀最后一頁重要免責聲明35鼎智科技絲桿產(chǎn)品資料來源：鼎智科技官網(wǎng)，鼎智科技招股書，華鑫證券研究公司堅持一體化發(fā)展模式，實現(xiàn)微特電機產(chǎn)品的核心零部件自主可控。絲桿方面，公司獨立設(shè)計T型絲桿的牙形及滾壓輪，絲杠直徑2mm-16mm，導程在

0.3mm-25.4mm，采用國際先進滾壓設(shè)備和生產(chǎn)工藝，產(chǎn)品表面光潔度Ra＜0.2，導程精度±0.002mm，行程誤差＜0.1mm@300mm，具有良好的絲桿精度、光潔度及傳動效率；公司自主研發(fā)的絲桿校直機構(gòu)及測量系統(tǒng)可實現(xiàn)T型絲桿的自動校直，產(chǎn)品直線度可達0.02mm以下@300mm，成為國內(nèi)較早采用該技術(shù)工藝的絲桿電機廠家。螺母方面，公司采用自主研發(fā)的材料配方，自主研發(fā)設(shè)計的模芯牙形及獨特的脫模裝